相變材料儲能箱的製作方法

2023-04-24 23:01:16 1

本實用新型涉及儲熱設備技術領域，特別是涉及一種相變材料儲能箱。

背景技術：

眾所周知，相變儲能材料的英文全稱為Phase Change Materials，簡稱為PCM。相變儲能材料是指在一定的溫度範圍內，利用材料本身相態或結構變化，向環境自動吸收或釋放潛熱，從而達到調控環境溫度的一類材料。具體相變過程為：當環境溫度高於相變溫度時，材料吸收並儲存熱量，以降低環境溫度；當環境溫度低於相變溫度時，材料釋放儲存的熱量，以提高環境溫度；顯而易見，相變材料在其物相變化過程中，可以吸收環境的熱(冷)量，並在需要時向環境放出熱(冷)量，從而達到控制周圍環境溫度的目的。利用相變材料的相變潛熱進行能量的貯存和應用，是近年來受到廣泛重視的課題。相變儲能材料的種類很多，從化學組成來看，可分為無機、有機以及混合相變材料3大類；從儲能的溫度範圍來看，可分為高溫、中溫及低溫等類型；儲能過程中，按材料相態的變化，又可分為固-固、固-液、固-氣和液-氣四種相變形態。其中，應用較廣的是中、低溫固-液相變儲能材料。

近年來，隨著社會的快速發展，能源問題日益緊張，目前，隨著環境問題的日益加劇，傳統能源(比如石油、煤炭)在一些領域已經逐漸被新能源(太陽能、風能)替代；但是通過實踐發現，太陽能和風能受限於時間，比如太陽能一般白天比較充足，夜間則不足，風能一般也存在間隙性的問題，因此，為了克服傳統能源的汙染問題，同時克服新型能源的持續性不足的問題，設計開發一種相變材料儲能箱則顯得是尤為重要。

技術實現要素：

本實用新型要解決的技術問題是：提供一種相變材料儲能箱，用以彌補現有技術的不足。該相變材料儲能箱具有結構簡單，儲熱效果好的特點。

本實用新型為解決公知技術中存在的技術問題所採取的技術方案是：

一種相變材料儲能箱，至少包括：

空心結構的內膽儲料箱(3)；在所述內膽儲料箱(3)外設置有殼體(1)；所述內膽儲料箱(3)和殼體(1)之間填充有保溫層(2)；所述內膽儲料箱(3)內設置有第一儲料箱隔板(4)和第二儲料箱隔板(5)；所述第一儲料箱隔板(4)和第二儲料箱隔板(5)彼此平行；所述第一儲料箱隔板(4)和第二儲料箱隔板(5)將內膽儲料箱(3)分割為第一介質換熱箱(6)、第二介質換熱箱(7)、相變材料儲料箱(8)；所述相變材料儲料箱(8)位於第一介質換熱箱(6)和第二介質換熱箱(7)之間；所述第一介質換熱箱(6)的側壁設置有介質進入管(10)；所述第二介質換熱箱(7)的側壁設置有介質流出管(11)，所述相變材料儲料箱(8)內設置有介質換熱管(9)，所述介質換熱管(9)的一端通過第一儲料箱隔板(4)與第一介質換熱箱(6)連通；所述介質換熱管(9)的另一端通過第二儲料箱隔板(5)與第二介質換熱箱(7)連通；所述相變材料儲料箱(8)的頂部開設有相變材料加料口(13)。

進一步：所述介質換熱管(9)為直管。

更進一步：所述介質換熱管(9)至少有兩根，且每根介質換熱管(9)均為水平方向設置，第一儲料箱隔板(4)和第二儲料箱隔板(5)均為豎直方向設置。

更進一步：所述介質進入管(10)位於第一介質換熱箱(6)側壁的底部。

更進一步：所述介質流出管(11)位於第二介質換熱箱(7)側壁的頂部。

更進一步：所述相變材料加料口(13)上安裝有加料口蓋(14)，所述加料口蓋(14)上開設有排氣孔(15)。

更進一步：還包括用於檢測相變材料儲料箱(8)內相變材料溫度信息的料溫探頭(17)，所述料溫探頭(17)位於相變材料儲料箱(8)內，所述料溫探頭(17)通過數據線與料溫顯示器連接。

更進一步：所述料溫探頭(17)嵌於探頭保護管(16)內。

本實用新型具有的優點和積極效果是：

通過採用上述技術方案，本實用新型通過相變材料加料口向相變材料儲料箱內添加相變材料(比如水)，隨後將介質流出管與外設取暖設備連接；將介質進入管與熱源介質入口連通，熱源介質(比如高溫油)經熱源介質入口進入第一介質換熱箱，隨後通過介質換熱管進入第二介質換熱箱，當熱源介質通過介質換熱管時，會與相變材料發生熱交換，即將熱源的熱能存儲進相變材料；最後第二介質換熱箱內的熱源介質通過介質流出管進入取暖設備；在相變材料與熱源介質進行熱交換的過程中，當熱源介質溫度高於相變溫度時，相變材料吸收並儲存熱量，以降低熱源介質溫度；當熱源介質溫度低於相變溫度時，相變材料釋放儲存的熱量，以提高熱源介質的溫度；顯而易見，相變材料在其物相變化過程中，可以吸收熱源介質的熱(冷)量，並在需要時向環境放出熱(冷)量，從而達到控制熱源介質溫度的穩定性。由於熱源介質的加熱源(即加熱器)位於殼體外部，即殼體內部不具有加熱源，因此第一介質換熱箱和第二介質換熱箱內不會產生氣體壓力，不需要安裝加料口和排氣閥。同時，由於本實用新型採用了料溫探頭，因此能夠對相變材料儲料箱內的溫度進行實時監控，提高儲能箱的安全性。

附圖說明

圖1是本實用新型優選實施例的結構示意圖；

圖中：1、殼體；2、保溫層；3、內膽儲料箱；4、第一儲料箱隔板；5、第二儲料箱隔板；6、第一介質換熱箱；7、第二介質換熱箱；8、相變材料儲料箱；9、介質換熱管；10、介質進入管；11、介質流出管；12、底座；13、相變材料加料口；14、加料口蓋；15、排氣孔；16、探頭保護管；17、料溫探頭。

具體實施方式

為能進一步了解本實用新型的實用新型內容、特點及功效，茲例舉以下實施例，並配合附圖詳細說明如下：

請參閱圖1，一種相變材料儲能箱，包括：

空心結構的內膽儲料箱3；在所述內膽儲料箱3外設置有殼體1；本優選實施例中殼體1為矩形櫃式結構，在殼體1的底部安裝有底座12；所述內膽儲料箱3和殼體1之間填充有保溫層2；所述內膽儲料箱3內設置有第一儲料箱隔板4和第二儲料箱隔板5；所述第一儲料箱隔板4和第二儲料箱隔板5彼此平行；所述第一儲料箱隔板4和第二儲料箱隔板5將內膽儲料箱3分割為第一介質換熱箱6、第二介質換熱箱7、相變材料儲料箱8；所述相變材料儲料箱8位於第一介質換熱箱6和第二介質換熱箱7之間；所述第一介質換熱箱6的側壁設置有介質進入管10；所述第二介質換熱箱7的側壁設置有介質流出管11，所述相變材料儲料箱8內設置有介質換熱管9，所述介質換熱管9的一端通過第一儲料箱隔板4與第一介質換熱箱6連通；所述介質換熱管9的另一端通過第二儲料箱隔板5與第二介質換熱箱7連通；所述相變材料儲料箱8的頂部開設有相變材料加料口13。

在上述優選實施例的基礎上：所述介質換熱管9為直管。

為了提高換熱的效率：所述介質換熱管9至少有兩根，且每根介質換熱管9均為水平方向設置，第一儲料箱隔板4和第二儲料箱隔板5均為豎直方向設置。

所述介質進入管10位於第一介質換熱箱6側壁的底部。

所述介質流出管11位於第二介質換熱箱7側壁的頂部。

所述相變材料加料口13上安裝有加料口蓋14，所述加料口蓋14上開設有排氣孔15，這樣使得相變材料儲能箱內產生的氣體能夠及時排除，保證儲能箱的安全性。

還包括用於檢測相變材料儲料箱8內相變材料溫度信息的料溫探頭17，所述料溫探頭17位於相變材料儲料箱8內，所述料溫探頭17通過數據線與料溫顯示器連接。

為了保護料溫探頭17的正常工作：所述料溫探頭17嵌於探頭保護管16內。

本優選實施例通過相變材料加料口向相變材料儲料箱內添加相變材料(比如水)，隨後將介質流出管與外設取暖設備連接；將介質進入管與熱源介質入口連通，熱源介質(比如高溫油)經熱源介質入口進入第一介質換熱箱，隨後通過介質換熱管進入第二介質換熱箱，當熱源介質通過介質換熱管時，會與相變材料發生熱交換，即將熱源的熱能存儲進相變材料；最後第二介質換熱箱內的熱源介質通過介質流出管進入取暖設備；在相變材料與熱源介質進行熱交換的過程中，當熱源介質溫度高於相變溫度時，相變材料吸收並儲存熱量，以降低熱源介質溫度；當熱源介質溫度低於相變溫度時，相變材料釋放儲存的熱量，以提高熱源介質的溫度；顯而易見，相變材料在其物相變化過程中，可以吸收熱源介質的熱(冷)量，並在需要時向環境放出熱(冷)量，從而達到控制熱源介質溫度的穩定性。由於熱源介質的加熱源(即加熱器)位於殼體外部，即殼體內部不具有加熱源，因此第一介質換熱箱和第二介質換熱箱內不會產生氣體壓力，不需要安裝加料口和排氣閥。同時，由於本實用新型採用了料溫探頭，因此能夠對相變材料儲料箱內的溫度進行實時監控，提高儲能箱的安全性。

作為優選，相變材料還可以是：由相變石蠟、增稠劑、成核劑、增強材料及導熱劑組成，具有環保、無毒，循環穩定系佳、導熱性強的優點。

以上對本實用新型的實施例進行了詳細說明，但所述內容僅為本實用新型的較佳實施例，不能被認為用於限定本實用新型的實施範圍。凡依本實用新型申請範圍所作的均等變化與改進等，均應仍歸屬於本實用新型的專利涵蓋範圍之內。